Многолетняя мерзлота распространена в России на территории Ир­кутской, Магаданской, Читинской, Омской, Новосибирской, Тюменской, Томской, Свердловской областей, Хабаровского и Красноярского краев, Коми, Якутии и Бурятии. Она занимает площадь 10 млн км2, т.е. более 50 % всей территории страны.

Значительная территория Аляски (США) и часть территории Канады также характеризуются наличием ММП.

До недавнего времени считалось, что максимальная глубина распро­странения ММП составляет 600 — 700 м. Однако бурение и исследования Мархинской скважины в северо-западной части Якутии позволили устано­вить распространение ММП до глубины 1400 м с температурой в интервале 250-1400 ì äî ìèíóñ 3 °Ñ.

В районах распространения ММП находятся богатые залежи углево­дородов — нефти и газа. Крупнейшие из них: газовые месторождения Медвежье и Уренгой на территории Таймырского полуострова (Россия) и нефтяное месторождение Прадхо-Бей на территории Аляски (США).

Многие месторождения в настоящее время успешно эксплуатируются в России: Возейское, Медвежье, Уренгойское, Русское, Холмогорское, Варьеганское и др.; в США: Барроу, Симпсон, Топагорук, Коалак, Мид, Фишкрик, Сумалик, Прадхо-Бей, Сквеар-Лейк, Кенай и др.

Как в России, так и на Аляске и на территории Канады отмечают три категории распространения ММП: сплошное, прерывистое, островное.

В настоящее время геолого-геотермические условия залегания ММП изучены недостаточно. Отсутствуют конкретные рекомендации по оценке такой важнейшей из характеристик, как льдистость, мало данных о тепло-физических свойствах мерзлых пород. Поэтому приведем по некоторым месторождениям лишь краткую литолого-стратиграфическую характери­стику разреза ММП, общие сведения о строении и естественной темпера­туре мерзлотной толщи.

Возейское нефтяное месторождение расположено за полярным кру­гом, где мерзлота развита повсеместно. Мощность мерзлотной толщи оце­нивается в 100 — 400 м и представлена отложениями третичного и четвер­тичного возраста. Мерзлота относится к эпигенетическому типу. Третич­ные образования представлены плотными глинистыми алевролитами, гли­нами, суглинками, в верхней части — песками. Четвертичные — осадками озерно-аллювиального, ледниково-морского происхождения, по преимуще­ству песчано-гравийного состава с прослоями глин, суглинков и валунов. В южной части месторождения мерзлота — реликтовая. Естественная темпе­ратура пород ниже минус 1 °С.

На Медвежьем и Уренгойском газовых месторождениях промерзанием охвачены супесчано-глинистые и песчано-глинистые отложения четвертич­ного и палеогенового возраста. На Медвежьем месторождении глубина нижней границы ММП изменяется от 250 до 400 м, на Уренгойском — от 282 до 537 м. Температура мерзлых пород минус 2 — минус 3 °С.

На Русском нефтяном месторождении слой ММП является монолит­ным на водораздельных участках и имеет островной характер на поймах рек. Промерзанием охвачены песчано-глинистые отложения палеоцена, эоцена, четвертичные. Максимальная мощность ММП 350 — 500 м, темпера­тура на глубине слоя годовых колебаний минус 3 °С.

На Холмогорском нефтяном месторождении промерзанием охвачены следующие литолого-стратиграфические разности: водонасыщенные песча­ные и глинистые пласты олигоценовых и эоценовых отложений на глуби­нах до 500 м. ММП имеют реликтовое происхождение и характеризуются двухслойным строением. Верхний слой — от поверхности до глубины 30 —50 м — мерзлые породы, затем — вплоть до глубины 100—150 м — за­легают талые породы. Подошва второго мерзлотного слоя отмечается на глубине около 500 м. Температура мерзлых пород, по-видимому, близка к 0 °Ñ.

В разрезе Варьеганского нефтяного месторождения ММП представле­ны реликтовой частью на глубинах от 100 до 350 м. Промерзанием охваче­ны отложения четвертичного и эоцен-олигоценового возраста, представ­ляющие собой неравномерное чередование песчаных и глинистых пород с различными включениями. Естественная температура мерзлых пород ко­леблется от 0 до минус 2,5 °С.

Толща ММП месторождения Прадхо-Бей (США) составлена из не­больших по мощности современных отложений с включениями сплошного льда, хорошо отсортированным гравием с пропластками илистого песка (до глубины примерно 170 м), глинистым илом (до глубины 190 м), илистым песком (до глубины 250 м), илистой глиной (до глубины 290 м), переслаи­вающимися илистыми песками с илистыми глинами (до глубины 350 м) и песками, перемежающимися с небольшими прослоями глины (до глубины

Рис. 8.13. Текстура многолетнемерзлых пород:

а — массивная; б — слоистая; в — сетчатая; 1 — минеральный материал породы; 2 — лед

600 м). Температура мерзлоты достигает минус 8 °С. Нефтегазовая залежь связана с отложениями пермо-триаса на глубине 2430 — 2600 м.

В мерзлых породах различают три вида криогенной текстуры: массив­ную (рис. 8.13), в которой кристаллы льда заполняют поровое пространст­во, слоистую, когда лед в виде ориентированных в одном направлении линз и прослоек участвует в формировании мерзлой породы, и сетчатую, когда линзы и жилы льда ориентированы беспорядочно.

В составе мерзлой породы может находиться незамерзающая поровая вода с различной степенью минерализации. Количество этой воды зависит от температуры и вещественного состава. Считают, что тонкодисперсные мерзлые глины могут содержать незамерзшую воду даже при температуре минус 100 °Ñ.

Одной из основных характеристик ММП, от которой зависит степень осложненности условий при сооружении скважин, является их льдистость.

В связи с недостаточной изученностью кернового материала конкрет­ной информации о льдистости ММП по различным месторождениям очень мало. Тем не менее для различных оценок степени осложненности ствола скважины под тепловым воздействием промывочного агента необходимо располагать хотя бы общими сведениями о льдистости ММП.

Известно, что для Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции объемная льдистость ММП в интервале залегания 0 — 50 м
составляет в среднем 40 — 45 %. В Тюменской области льдистость ММП в интервале 0 — 30 ì ñîñòàâëÿåò 40 — 60 %.

Льдистость суглинков и супесей изменяется в пределах от 30 до 60 %, а ïåñêîâ — îò 10 äî 30 %.

С глубиной льдистость, как правило, уменьшается. Льдистость синге­нетических отложений обычно выше, чем эпигенетических.

Льдистость в верхней части разреза ММП, проходимого скважинами в Тюменской области, часто превосходит 50 %; наибольшая объемная льди­стость (более 60 %) соответствует глубине 30 — 50 м.

Газовые месторождения Тюменского Заполярья по своему литологиче-скому разрезу отличаются наличием мощных толщ ММП. Многолетняя мерзлота распространяется на олигоценовые и эоценовые отложения, а в крайней северной части месторождения Медвежье — и на верхнюю часть палеоцена. В составе мерзлой толщи преобладает лед, мощность которого достигает половины мощности ММП.